專利名稱：P波段極化sar的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，是P波段極化合成孔徑雷達(dá)(SAR)的無源二面角外定標(biāo)器。
背景技術(shù)：
極化合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種多參數(shù)、多通道微波成像雷達(dá)系統(tǒng)，其測(cè)量數(shù)據(jù)相比傳統(tǒng)SAR包含了更豐富的目標(biāo)信息，在海洋學(xué)、冰川學(xué)、農(nóng)林、地形測(cè)繪以及軍事目標(biāo)偵探方面有著廣泛的用途。由于極化SAR系統(tǒng)誤差會(huì)帶來極化SAR數(shù)據(jù)失真，沒有經(jīng)過嚴(yán)格定標(biāo)的極化SAR數(shù)據(jù)，嚴(yán)重制約了極化SAR信息獲取和應(yīng)用，甚至造成數(shù)據(jù)不可用。外定標(biāo)技術(shù)作為檢驗(yàn)極化SAR系統(tǒng)性能的主要手段也亟待發(fā)展，采用無源二面角和三面角外定標(biāo)器的定標(biāo)方法仍然是最常用最有效的方法之一。二面角外定標(biāo)器可反射形成同極化或交叉接收信號(hào)，從而和三面角外定標(biāo)器組合來標(biāo)定極化通道不平橫、極化隔離度等極化SAR系統(tǒng)誤差。一般而言，外定標(biāo)器的物理尺寸要求在一個(gè)分辨單元之內(nèi)，同時(shí)還需要具有足夠大的雷達(dá)散射截面積(RCS)，并且方便外場(chǎng)運(yùn)輸、布設(shè)和測(cè)量。傳統(tǒng)外定標(biāo)器的尺寸設(shè)計(jì)一般要求滿足光學(xué)區(qū) 假設(shè)要求，即電大尺寸要求一般在10個(gè)波長(zhǎng)以上，對(duì)于P波段230MHz 1000MHz信號(hào)波長(zhǎng)在0.3 1.3m，從而帶來體積重量大，設(shè)計(jì)加工難度大等問題，采用相對(duì)電小尺寸無源的外定標(biāo)器，可降低運(yùn)輸、布設(shè)和測(cè)量難度
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器，以滿足極化SAR系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和極化SAR信息處理的外定標(biāo)要求，在滿足外定標(biāo)對(duì)定標(biāo)器RCS要求的前提下，降低外定標(biāo)器體積重量，滿足高精度極化定標(biāo)對(duì)外定標(biāo)器自身RCS精度的要求，并能夠精確測(cè)量二面角定標(biāo)器的姿態(tài)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器，其包括上反射面板、下反射面板、玻璃鋼護(hù)板，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)、底座；上、下反射面板縱向連接，兩個(gè)反射面板的反射面相互垂直，成90度相交；兩根條狀玻璃鋼護(hù)板兩端分別固接于上、下反射面板兩側(cè)緣，每根條狀玻璃鋼護(hù)板的上端固接于上反射面板縱向一側(cè)緣，每根條狀玻璃鋼護(hù)板的下端固接于下反射面板縱向一側(cè)緣，使上、下反射面板之間保持相互垂直狀；底座一端與下反射面板固接，底座另一端設(shè)有俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)，與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)下端固接，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)上端與上反射面板固接。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述上反射面板、下反射面板，為鋁板-蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)，前、后兩鋁面板以膠合劑分別平整固接于鋁蜂窩夾層的前、后兩面；反射面板厚彡32mm,縱長(zhǎng)彡2m，橫寬彡1.2m,在P波段頻率范圍下，尺寸波長(zhǎng)比小于7，是相對(duì)電小尺寸的無源二面角外定標(biāo)器。
所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述P波段頻率范圍，為230MHz 1000MHz之間。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述玻璃鋼護(hù)板，采用透波率超過80%的玻璃鋼板，以避免金屬結(jié)構(gòu)護(hù)板帶來的額外散射；條狀玻璃鋼護(hù)板兩端為斜邊，斜邊緣設(shè)有同向凸起，兩凸起向收斂側(cè)延伸后成90°相交；每根條狀玻璃鋼護(hù)板的上端凸起內(nèi)側(cè)，固接于上反射面板縱向側(cè)緣背面，下端凸起內(nèi)側(cè)，固接于下反射面板縱向側(cè)緣背面，以保證垂直度和足夠的剛度。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述上、下反射面板縱向連接，是在連接處以鉸鏈連接:在連接處上、下反射面板的橫向兩端板背面，各固設(shè)一鉸鏈，用長(zhǎng)銷軸穿過兩鉸鏈的多個(gè)鏈接孔連接成一整體。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其分為0° 二面角和45° 二面角兩種外定標(biāo)器；其中，0° 二面角外定標(biāo)器的底座，包括前支座、后支座、底座框體；兩前支座和一后支座均為柱狀結(jié)構(gòu)，圓柱狀支座上端開矩形凹槽并在軸向兩側(cè)穿孔形成支座；兩前支座之間以水平橫梁固接；兩底座角鋼，分別固接于前、后支座兩側(cè)，呈三角形底座框體；兩前支座上端分別與下反射面板背面的兩個(gè)支耳連接，以螺栓螺母可活動(dòng)的鎖緊，后支座上端與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的底座支耳通過螺栓螺母可活動(dòng)的鎖緊，底座支耳可在后支座上端內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述0° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)，包括外框及上反射面板支座、底座支耳、絲杠及套筒、調(diào)節(jié)把手；外框?yàn)樘菪慰?，中心線上縱向設(shè)有絲杠，絲杠套于套筒內(nèi)，兩者可活動(dòng)的連接，絲杠外端有底座支耳，底座支耳可活動(dòng)的固接于底座后支座上；靠近絲杠底座支耳端設(shè)有調(diào)節(jié)把手，調(diào)節(jié)把手固接在絲杠末端，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)把手可控制絲杠在絲杠套筒內(nèi)的伸縮長(zhǎng)度，外框底邊兩端各有一俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的上反射面板支座，以螺栓螺母與上反射面板背面的支耳可活動(dòng)的連接，上反射面板背面的支耳可在兩上反射面板支座內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述45° 二面角外定標(biāo)器的底座，包括底板、側(cè)板、支座、角鋼；三角形框狀底板的一邊與U形側(cè)板底邊固接，底板、側(cè)板表面相互成垂直；u形側(cè)板兩臂端為外端，兩臂端各延伸一反射面板支座，一為下反射面板支座，另一為上反射面板支座，分別與上反射面板背面的支耳、下反射面板背面的支耳連接，并通過螺栓螺母可活動(dòng)的固接，上反射面板背面的支耳、下反射面板背面的支耳可分別在支座、內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；三角形框狀底板外端設(shè)有柱狀俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座，柱狀俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座底端與底板內(nèi)表面固接，并垂直于底板，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座上端經(jīng)俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)與上反射面板I背面的第二支耳通過螺栓螺母可活動(dòng)的固接，上反射面板背面的第二支耳可在俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)上端的上反射面板支座內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；三角形框狀底板兩側(cè)緣，與U形側(cè)板兩外側(cè)緣之間分別以一角鋼固接定位，使底板、側(cè)板表面之間保持相互垂直狀；45° 二面角外定標(biāo)器的底座7使用時(shí)水平放置，上反射面板背面的支耳、下反射面板背面的支耳分別安裝在底座的上下反射面板支座上，上下反射面板組成的整體通過俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)繞上下反射面板兩個(gè)支座的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)俯仰姿態(tài)調(diào)整；上下反射面板兩個(gè)支座的連線，平行于底座所在大地平面。
所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述45° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)，包括絲杠及套筒、調(diào)節(jié)把手；俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)為棒狀，絲杠外螺紋與套筒內(nèi)螺紋嚙合，套于長(zhǎng)條形套筒內(nèi)，絲杠及套筒的上、下端各有俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的上反射面板支座、底座支耳；絲杠的上端的上反射面板支座固定有調(diào)節(jié)把手，調(diào)節(jié)把手旋轉(zhuǎn)，可控制絲杠伸出套筒的長(zhǎng)度，上反射面板支座與上反射面板I背面的第二支耳通過螺栓螺母連接，上反射面板背面的第二支耳在上反射面板支座內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；套筒下端的底座支耳與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座上端可活動(dòng)的固接，套筒下端的底座支耳在俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其45° 二面角外定標(biāo)器的“45° ”指二面角外定標(biāo)器的極化角，當(dāng)外定標(biāo)器口面與大地面垂直時(shí)，反射面板的公共邊與大地水平面成45°夾角，也就是二面角外定標(biāo)器的滾動(dòng)方向姿態(tài)，具體指兩個(gè)底座支座形成的軸線與上下反射面板的公共邊成45°固定夾角；所述45° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)，其俯仰角初始安裝狀態(tài)為45°，即外定標(biāo)器上下反射面板的個(gè)外頂點(diǎn)構(gòu)成的平面與大地法線的夾角為45°，旋轉(zhuǎn)絲杠上的調(diào)節(jié)把手，使絲杠相對(duì)套筒收縮或伸展，以俯仰角度45° ±13°的0.1°步進(jìn)，進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，讓俯仰向外定標(biāo)器口面與雷達(dá)發(fā)射信號(hào)垂直；在俯仰角度45° ±13°全范圍調(diào)整時(shí)，滾動(dòng)方向姿態(tài)45°角不受影響，仍為45°。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述45° 二面角外定標(biāo)器，在靠近上、下反射面板連接處的下反射面板上部邊沿，設(shè)有45° 二面角姿態(tài)測(cè)量塊，姿態(tài)測(cè)量塊的檢測(cè)面上有方位刻線、俯仰刻線，將數(shù)字式羅盤或傾角儀放在刻線上檢測(cè)45° 二面角外定標(biāo)器的俯仰和方位姿態(tài)，確保外定標(biāo)器口面垂直于雷達(dá)發(fā)射信號(hào)。所述的無源二面角外定標(biāo)器，其所述45° 二面角姿態(tài)測(cè)量塊為立體等腰直角三角形，測(cè)量面為200mmX 200mm正方形,正方形的一條邊的兩端各有一 50mmX5mm凸沿，凸沿掛在下反射面板的邊沿上，測(cè)量面上畫有方位刻線、俯仰刻線，輔助方位和俯仰姿態(tài)的測(cè)量。本發(fā)明的有益效果是:所提供的P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，并可對(duì)發(fā)射的合成孔徑雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行反射形成同極化或交叉極化信號(hào)，送給合成孔徑雷達(dá)接收天線接收，從而提供準(zhǔn)確可靠的外定標(biāo)信號(hào)，對(duì)600MHz以上的P波段信號(hào)RCS值在27dBsm以上；即使在相對(duì)強(qiáng)的地物(如田地、砂石)背景雜波條件下，也能滿足P波段定標(biāo)對(duì)信雜比的要求，該定標(biāo)器外場(chǎng)安裝和姿態(tài)測(cè)量簡(jiǎn)單，適合基于點(diǎn)目標(biāo)和混合目標(biāo)的機(jī)載星載P波段全極化SAR極化定標(biāo)方法的實(shí)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源O° 二面角外定標(biāo)器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源45° 二面角外定標(biāo)器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是二面角外定標(biāo)器反射面板截面圖；圖4是0° 二面角外定標(biāo)器底座；圖5是45° 二面角外定標(biāo)器底座；圖6是0° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)示意圖；圖7是45° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)示意圖8a是45° 二面角外定標(biāo)器姿態(tài)的側(cè)視圖；圖8b是45° 二面角外定標(biāo)器姿態(tài)的俯視圖；圖8c是圖8b中細(xì)節(jié)A所示測(cè)量塊的示意圖；圖9是二面角外定標(biāo)器尺寸波長(zhǎng)比示意圖；圖10是二面角外定標(biāo)器不同頻率下的雷達(dá)散射截面積示意圖；圖11是二面角外定標(biāo)器歸一化RCS隨雷達(dá)視角變化示意圖。

:下反射面板I上反射面板2玻璃鋼護(hù)板30° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)40° 二面角外定標(biāo)器的底座545° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)645° 二面角外定標(biāo)器的底座7反射面板中工字梁翼板的鋁面板8膠合劑9反射面板中工字梁腹板的鋁蜂窩夾層100° 二面角外定標(biāo)器底座的前支座110° 二面角外定標(biāo)器底座的后支座120° 二面角外定標(biāo)器底座的底座框體1345° 二面角外定標(biāo)器底座的下反射面板支座1445° 二面角外定標(biāo)器底座的上反射面板支座1545° 二面角外定標(biāo)器底座的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座160° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的上反射面板支座170° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的底座支耳18俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的絲杠及套筒19俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)把手2045° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的上反射面板支座2145° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的底座支耳2245° 二面角外定標(biāo)器的姿態(tài)測(cè)量塊2345° 二面角外定標(biāo)器的姿態(tài)測(cè)量塊細(xì)節(jié)及凸沿2445° 二面角外定標(biāo)器的姿態(tài)測(cè)量塊方位刻線2545° 二面角外定標(biāo)器的姿態(tài)測(cè)量塊俯仰刻線2具體實(shí)施例方式本發(fā)明的P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器，包括O° 二面角和45° 二面角外定標(biāo)器兩種類型，每種外定標(biāo)器類型包括上下反射面板、玻璃鋼護(hù)板，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)、底座；其中45° 二面角設(shè)計(jì)了姿態(tài)測(cè)量塊附件，從而方便外場(chǎng)布設(shè)并確保外定標(biāo)器姿態(tài)的準(zhǔn)確性。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作具體說明。應(yīng)該指出，所描述的實(shí)施例僅視為說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。圖2是45° 二面角外定標(biāo)器結(jié)構(gòu)圖。以下分別描述其結(jié)構(gòu)組成關(guān)系:如圖1所示，為本發(fā)明的P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸0°無源二面角外定標(biāo)器結(jié)構(gòu)，0° 二面角外定標(biāo)器主要由上反射面板1、下反射面板2、玻璃鋼護(hù)板3，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)
4、底座5組成。所謂0°指外定標(biāo)器口面，即上反射面板I和下反射面板2的4個(gè)外頂點(diǎn)構(gòu)成的虛擬面與大地面垂直時(shí)，反射面板公共邊與大地面平行成0°夾角。上下反射面板1、2的尺寸為1.2m(公共邊)X 2m，反射面板I或2正面為光滑平整的平面，截面圖如圖3所示，上反射面板I和下反射面板2通過反射面板背面的長(zhǎng)銷軸穿接成一個(gè)整體，上下反射面板
1、2是外定標(biāo)器的主反射體；玻璃鋼護(hù)板3安裝在上下反射面板1、2側(cè)面，以確保兩反射面板相互的垂直度；0° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)4(如圖6所示)與上反射面板I通過上反射面板支座17連接，與底座5 (如圖4所示)通過底座支耳22和后支座12連接；下反射面板2與底座5通過前支座11連接。這樣上反射面板1、下反射面板2、玻璃鋼護(hù)板3和俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)4這四個(gè)部件直接或間接的固定在底座5上，構(gòu)成0° 二面角外定標(biāo)器，保證定標(biāo)器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，實(shí)際使用時(shí)，底座5與大地面水平。45° 二面角外定標(biāo)器如圖2所示，所謂45°指外定標(biāo)器口面與大地面垂直時(shí)，反射面板的公共邊與大地水平面成45°夾角，也就是外定標(biāo)器的滾動(dòng)方向姿態(tài)。45° 二面角外定標(biāo)器主要由上反射面板1、下反射面板2、玻璃鋼護(hù)板3，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)6 (如圖7所示)、底座7(如圖5所示)組成。45° 二面角外定標(biāo)器的上反射面板1、下反射面板2和玻璃鋼護(hù)板的連接與0° 二面角外定標(biāo)器類似，其俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)6和底座7與0° 二面角外定標(biāo)器的對(duì)應(yīng)部件相區(qū)別:45° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)6與上反射面板I通過上面板連接件21連接，與底座7通過底座支耳22連接；45° 二面角外定標(biāo)器底座7的下面板支座14與下反射面板2連接,上面板支座15與上反射面板I連接,使上下反射面板I和2都固定在底座上，從而構(gòu)成45° 二面角外定標(biāo)器。45° 二面角外定標(biāo)器還設(shè)計(jì)了姿態(tài)測(cè)量塊23作為附件，在測(cè)量45° 二面角反射器俯仰和方位姿態(tài)時(shí)，掛在下反射面板邊沿上使用，姿態(tài)調(diào)整和測(cè)量后可從下反射面板2取下。本發(fā)明反射P波段極化SAR發(fā)射的水平(V)和垂直⑶極化線性調(diào)頻脈沖信號(hào)，通過接收機(jī)得到同極化(0° 二面角外定標(biāo)器)和交叉極化(45° 二面角外定標(biāo)器)信號(hào)，并可通過俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)精細(xì)調(diào)整定標(biāo)器俯仰姿態(tài)，方位姿態(tài)調(diào)整通過移動(dòng)外定標(biāo)器來實(shí)現(xiàn)，45° 二面角外定標(biāo)器的姿態(tài)測(cè)量通過45° 二面角姿態(tài)測(cè)量塊23來輔助實(shí)現(xiàn)，從而確保外定標(biāo)器口面垂直于雷達(dá)發(fā)射波。本發(fā)明圖3是上下反射面板I和2的截面圖，反射面板采用鋁板-蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，厚度32mm，鋁板-蜂窩夾層結(jié)構(gòu)類似于工字梁結(jié)構(gòu)，其中鋁面板8相當(dāng)于工字梁的翼板，鋁蜂窩夾層10相當(dāng)于工字梁的腹板，鋁面板8和鋁蜂窩夾層10通過膠合劑9粘接，具有高的比強(qiáng)度、比剛度、耐疲勞度和抗沖擊性能，重量相對(duì)較輕。反射面板是外定標(biāo)器的主體，用來反射雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，通過一定的尺寸獲得外定標(biāo)所需的雷達(dá)散射截面積(RCS)。本發(fā)明的玻璃鋼護(hù)板如圖1和圖2中的結(jié)構(gòu)件4，主要是為了保證兩個(gè)反射面板互相垂直，同時(shí)避免因?yàn)閮蓧K面板間垂直度誤差造成的雷達(dá)散射界面積誤差，設(shè)計(jì)采用了透波率超過80%的玻璃鋼板，避免了金屬結(jié)構(gòu)護(hù)板帶來的額外散射，同時(shí)保證了足夠的剛度，使垂直度誤差小于0.5°。根據(jù)本發(fā)明，圖4和圖5分別為0° 二面角外定標(biāo)器底座4和45° 二面角外定標(biāo)器底座7結(jié)構(gòu)圖，反射面板1、2和俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)4、6固定在對(duì)應(yīng)的底座5和7上，確保二面角外定標(biāo)器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，避免在姿態(tài)調(diào)整過程中和強(qiáng)風(fēng)條件下翻到。根據(jù)本發(fā)明，圖6和圖7所示分別為0° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)4和45° 二面角外定標(biāo)器俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)6結(jié)構(gòu)圖。兩種外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的原理均為螺母-絲杠的結(jié)構(gòu)。俯仰角初始安裝狀態(tài)為45°，旋轉(zhuǎn)俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)絲杠上的把手20，使絲杠19收縮或伸展，可實(shí)現(xiàn)俯仰角度45° ±13°范圍的0.1°精細(xì)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)在俯仰向外定標(biāo)器口面與雷達(dá)發(fā)射波垂直。根據(jù)本發(fā)明，圖8是45° 二面角外定標(biāo)器的姿態(tài)測(cè)量塊23使用示意圖。45° 二面角姿態(tài)測(cè)量塊23兩邊各有50mmX 5mm凸沿24可掛在下反射面板2上，測(cè)量塊23上畫有方位刻線25和俯仰刻線26，將測(cè)量設(shè)備(如數(shù)字式羅盤、傾角儀)放在刻線上可檢測(cè)外定標(biāo)器的俯仰姿態(tài)和方位姿態(tài)，來確保外定標(biāo)器口面垂直于雷達(dá)發(fā)射波和外定標(biāo)器的45°滾動(dòng)姿態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，一種P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器實(shí)施例的具體設(shè)計(jì)如下:1.外定標(biāo)器尺寸與雷達(dá)散射截面積RCS設(shè)計(jì)無源二面外定標(biāo)器設(shè)計(jì)在P波段，中心頻率620MHz，帶寬200MHz。在尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，為了利用光學(xué)區(qū)RCS預(yù)估方法，一般進(jìn)行電大尺寸設(shè)計(jì)，即通常要求定標(biāo)器特征尺寸在10個(gè)波長(zhǎng)以上，對(duì)于620MHz的P波段信號(hào)，要求尺寸在2.5m 4.5m，這樣大尺寸會(huì)在實(shí)際布設(shè)使用帶來極大不變，而且一般金屬板材尺寸規(guī)格也達(dá)不到2m寬，需要板材拼接，會(huì)影響反射面板的平面度，并增加加工難度。同時(shí)在SAR定標(biāo)中，一般也要求外定標(biāo)器尺寸不超過一個(gè)圖像平面分辨單元，例如2mX2m的圖像平面分辨率條件一般要求外定標(biāo)器尺寸不超過 2mX 2m。考慮到上述要求，設(shè)計(jì)了 2mX 1.2m的二面角外定標(biāo)器，無源二面角外定標(biāo)器的峰值RCS通過下式來計(jì)算:
權(quán)利要求
1.一種P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，包括上反射面板(I)、下反射面板(2)、玻璃鋼護(hù)板(3)，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)、底座；上反射面板(I)、下反射面板(2)縱向連接,兩個(gè)反射面板(1、2)的反射面相互垂直，成90度相交；兩根條狀玻璃鋼護(hù)板(3)兩端分別固接于上反射面板(I)、下反射面板(2)兩側(cè)緣，每根條狀玻璃鋼護(hù)板(3)的上端固接于上反射面板(I)縱向一側(cè)緣，每根條狀玻璃鋼護(hù)板(3)的下端固接于下反射面板(2)縱向一側(cè)緣，使上反射面板(I)、下反射面板(2)之間保持相互垂直狀； 底座一端與下反射面板(2)固接，底座另一端設(shè)有俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)，與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)下端固接，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)上端與上反射面板(I)固接。
2.如權(quán)利要求1所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述上反射面板(I)、下反射面板(2)，為鋁板-蜂窩夾層(10)板結(jié)構(gòu)，前、后兩鋁面板⑶以膠合劑(9)分別平整固接于招蜂窩夾層的如、后兩面；反射面板厚> 32mm,縱長(zhǎng)> 2m,橫覽> 1.2m,在P波段頻率范圍下，尺寸波長(zhǎng)比小于7，是相對(duì)電小尺寸的無源二面角外定標(biāo)器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述P波段頻率范圍，為 230MHz 1000MHz 之間。
4.如權(quán)利要求1所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述玻璃鋼護(hù)板(3)，采用透波率超過80%的玻璃鋼板，以避免金屬結(jié)構(gòu)護(hù)板帶來的額外散射；條狀玻璃鋼護(hù)板兩端為斜邊，斜邊緣設(shè)有同向凸起，兩凸起向收斂側(cè)延伸后成90°相交；每根條狀玻璃鋼護(hù)板(3)的上端凸起內(nèi)側(cè)，固接于上反射面板(I)縱向側(cè)緣背面，下端凸起內(nèi)側(cè)，固接于下反射面板(2)縱向側(cè)緣背面，以保證垂直度和足夠的剛度。
5.如權(quán)利要求1所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述上反射面板(I)、下反射面板(2)縱向連接，是在連接處以鉸鏈連接:在連接處上反射面板(I)、下反射面板(2)的橫向兩端板背面，各固設(shè)一鉸鏈，用長(zhǎng)銷軸穿過兩鉸鏈的多個(gè)鏈接孔連接成一整體。
6.如權(quán)利要求1所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，分為0°二面角和45° 二面角兩種外定標(biāo)器；其中，0° 二面角外定標(biāo)器的底座(5)，包括前支座(11)、后支座(12)、底座框體(13);兩前支座(11)和一后支座(12)均為柱狀結(jié)構(gòu)，圓柱狀支座上端開矩形凹槽并在軸向兩側(cè)穿孔形成支座；兩前支座之間以水平橫梁固接；兩底座角鋼，分別固接于前、后支座(11、12)兩側(cè)，呈三角形底座框體(13);兩前支座(11)上端分別與下反射面板(2)背面的兩個(gè)支耳連接，以螺栓螺母可活動(dòng)的鎖緊，后支座(12)上端與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的底座支耳(18)通過螺栓螺母可活動(dòng)的鎖緊，底座支耳(18)可在后支座(12)上端內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1或6所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述0°二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)(4)，包括外框及上反射面板支座(17)、底座支耳(18)、絲杠及套筒(19)、調(diào)節(jié)把手(20);外框?yàn)樘菪慰?，中心線上縱向設(shè)有絲杠，絲杠套于套筒內(nèi)，兩者可活動(dòng)的連接，絲杠外端有底座支耳(18)，底座支耳(18)可活動(dòng)的固接于底座后支座(12)上；靠近絲杠底座支耳(18)端設(shè)有調(diào)節(jié)把手(20)，調(diào)節(jié)把手(20)固接在絲杠末端，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)把手(20)可控制絲杠在絲杠套筒內(nèi)的伸縮長(zhǎng)度，外框底邊兩端各有一俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的上反射面板支座(17)，以螺栓螺母與上反射面板背面的支耳可活動(dòng)的連接，上反射面板背面的支耳可在兩上反射面板支座(17)內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述45°二面角外定標(biāo)器的底座(7)，包括底板、側(cè)板、支座、角鋼；三角形框狀底板的一邊與U形側(cè)板底邊固接，底板、側(cè)板表面相互成垂直；U形側(cè)板兩臂端為外端，兩臂端各延伸一反射面板支座，一為下反射面板支座(14)，另一為上反射面板支座(15)，分別與上反射面板(I)背面的支耳、下反射面板(2)背面的支耳連接，并通過螺栓螺母可活動(dòng)的固接，上反射面板(I)背面的支耳、下反射面板(2)背面的支耳可分別在支座(14、15)內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)； 三角形框狀底板外端設(shè)有柱狀俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座(16)，柱狀俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座(16)底端與底板內(nèi)表面固接，并垂直于底板，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座(16)上端經(jīng)俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)與上反射面板(I)背面的第二支耳通過螺栓螺母可活動(dòng)的固接，上反射面板(I)背面的第二支耳可在俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)上端的上反射面板支座(21)內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)； 三角形框狀底板兩側(cè)緣，與U形側(cè)板兩外側(cè)緣之間分別以一角鋼固接定位，使底板、側(cè)板表面之間保持相互垂直狀； 45° 二面角外定標(biāo)器的底座(7)使用時(shí)水平放置，上反射面板(I)背面的支耳、下反射面板(2)背面的支耳分別安裝在底座的上下反射面板支座(14、15)上，上下反射面板組成的整體通過俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)繞上下反射面板兩個(gè)支座(14、15)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)俯仰姿態(tài)調(diào)整； 上下反射面板兩個(gè)支座(14、15)的連線，平行于底座(7)所在大地平面。
9.如權(quán)利要求1、6或8所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述45°二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)￠)，包括絲杠及套筒(19)、調(diào)節(jié)把手(20);俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)(6)為棒狀，絲杠外螺紋與套筒內(nèi)螺紋嚙合，套于長(zhǎng)條形套筒內(nèi)，絲杠及套筒的上、下端各有俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)的上反射面板支座(21)、底座支耳(22);絲杠的上端的上反射面板支座(21)固定有調(diào)節(jié)把手(20)，調(diào)節(jié)把手旋轉(zhuǎn)，可控制絲杠伸出套筒的長(zhǎng)度，上反射面板支座(21)與上反射面板(I)背面的第二支耳通過螺栓螺母連接，上反射面板(I)背面的第二支耳在上反射面板支座(21)內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；套筒下端的底座支耳(22)與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座(16)上端可活動(dòng)的固接，套筒下端的底座支耳(22)在俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)支座(16)內(nèi)沿螺栓軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，45°二面角外定標(biāo)器的“45° ”指二面角外定標(biāo)器的極化角，當(dāng)外定標(biāo)器口面與大地面垂直時(shí)，反射面板的公共邊與大地水平面成45°夾角，也就是二面角外定標(biāo)器的滾動(dòng)方向姿態(tài)，具體指兩個(gè)底座支座(14,15)形成的軸線與上下反射面板(1、2)的公共邊成45°固定夾角； 所述45° 二面角外定標(biāo)器的俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)￠)，其俯仰角初始安裝狀態(tài)為45°，即外定標(biāo)器上下反射面板(1、2)的4個(gè)外頂點(diǎn)構(gòu)成的平面與大地法線的夾角為45°，旋轉(zhuǎn)絲杠上的調(diào)節(jié)把手(20)，使絲杠相對(duì)套筒收縮或伸展，以俯仰角度45° ±13°的0.1°步進(jìn)，進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，讓俯仰向外定標(biāo)器口面與雷達(dá)發(fā)射信號(hào)垂直；在俯仰角度45° ±13°全范圍調(diào)整時(shí)，滾動(dòng)方向姿態(tài)45°角不受影響，仍為45°。
11.如權(quán)利要求1、6或8所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述45°二面角外定標(biāo)器，在靠近上、下反射面板(1、2)連接處的下反射面板(2)上部邊沿，設(shè)有45° 二面角姿態(tài)測(cè)量塊(23)，姿態(tài)測(cè)量塊(23)的檢測(cè)面上有方位刻線(25)、俯仰刻線(26)，將數(shù)字式羅盤或傾角儀放在刻線上檢測(cè)45° 二面角外定標(biāo)器的俯仰和方位姿態(tài)，確保外定標(biāo)器口面垂直于雷達(dá)發(fā)射信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的無源二面角外定標(biāo)器，其特征在于，所述45°二面角姿態(tài)測(cè)量塊(23)為立體等腰直角三角形，測(cè)量面為200mmX 200mm正方形，正方形的一條邊的兩端各有一 50mmX5mm凸沿(24)，凸沿(24)掛在下反射面板(2)的邊沿上，測(cè)量面上畫有方位刻線(25)、俯仰刻線(26)，輔助方 位和俯仰姿態(tài)的測(cè)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種P波段極化SAR的相對(duì)電小尺寸無源二面角外定標(biāo)器，涉及雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，包括上、下反射面板、玻璃鋼護(hù)板，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)、底座；上、下反射面板縱向連接，兩個(gè)反射面板的反射面相互垂直，成90度相交；兩根條狀玻璃鋼護(hù)板兩端分別固接于上、下反射面板兩側(cè)緣，每根條狀玻璃鋼護(hù)板的上端固接于上反射面板縱向一側(cè)緣，每根條狀玻璃鋼護(hù)板的下端固接于下反射面板縱向一側(cè)緣，使上、下反射面板之間保持相互垂直狀；底座一端與下反射面板固接，底座另一端設(shè)有俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)，與俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)下端固接，俯仰撐調(diào)機(jī)構(gòu)上端與上反射面板固接。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于基于點(diǎn)目標(biāo)和混合目標(biāo)的機(jī)載、星載極化SAR系統(tǒng)的定標(biāo)。
文檔編號(hào)G01S7/40GK103163506SQ201110416489
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者王宇, 鄭壽慶, 李宏順, 張志孝, 梁興東, 洪峻 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所